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PEMFC热电联供系统能量管理控制策略研究

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将质子交换膜燃料电池(PEMFC)热电联供系统作为独立的供能设备,定义PEMFC热电联供系统产热功率与发电功率之比为K1,热负荷与电负荷功率之比为K2.在不同运行工况下,基于电池电堆自身特性工作温度(60～70℃)和储热水箱温度控制目标(40～55℃),通过比较K1与K2的大小关系选择合适的能量管理控制策略,研究PEMFC热电联供系统发电功率、产热功率与用户电负荷、热负荷需求之间的能量匹配关系.以 20:00:00-21:00:00用能时段进行测试验证,结果表明所选控制策略具有可行性.由于PEMFC热电联供系统充分利用了发电过程中产生的热量,与氢燃料发动机电效率通常只有 40%～60%相比,系统能量效率利用率有不同程度地提升:在春秋季,当K2与K1大小相近时采用热负荷跟随控制策略,系统能量效率利用率为79.23%;在夏季,当K2远小于K1时,采用电负荷跟随控制策略,系统能量效率利用率为63.47%;在冬季,当K2 远大于K1 时,采用热电耦合控制策略,系统能量效率利用率为78.25%.

彭业红、刘佳彬

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中国船舶集团有限公司第七一一研究所,上海 200090

船舶与海洋工程特种装备和动力系统国家工程中心,上海 201108

质子交换膜燃料电池(PEMFC) 热电联供系统 能量匹配 控制策略 测试验证

上海市2020年度科技创新行动计划社会发展科技攻关项目

20dz1205500

2024

汽车与新动力
上海内燃机研究所

汽车与新动力

影响因子：0.019
ISSN：2096-4870
年,卷(期)：2024.7(4)
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